[发明专利]工业气体和烃类气体的液化

说明书

用于液化工业气体或气体混合物(烃类和/或非烃类)的方法利用用于在液化过程期间冷却气体或气体混合物的改良型氨水吸收式制冷系统(ARP)。所述气体可以被压缩至高于其临界点，并且压缩热能可以被回收以提供驱动ARP所需的一些或全部的热能。所述方法利用焦耳‑汤姆逊(JT)绝热膨胀过程，其导致对专用的低温旋转设备没有需求。氨水吸收式制冷系统包括蒸气吸收塔(VAT)，当无水氨蒸气被吸收到过冷的贫氨水溶液中时所述蒸气吸收塔(VAT)允许回收系统中的溶液热和冷凝热能中的一些或全部。具有VAT的改良型ARP可以实现低至10kPa的操作压力，其导致氨气冷区器操作温度低至–71℃。

发明领域

本发明涉及用于液化工业气体或烃类气体或气体混合物的系统和方法。

发明背景

通常利用基于公知的卡诺制冷循环或涡轮膨胀机循环来液化诸如CO₂、H₂S、N₂、O₂、H₂、He、Ar、空气和其他气体的工业气体以及诸如甲烷、乙烷、丙烷、乙烯和其他烃气的烃类气体，或气体的混合物。在能够实现液化的这些工业过程期间实现的低温可能需要复杂的级联型制冷循环，其是资本密集型、能量密集型且操作成本密集型的。

因此，本领域仍需要可以实施起来相对节能、经济且实用的液化工业气体和烃气体或气体混合物的替代方法。

发明概述

在一方面，本发明包括用于液化气体的方法，所述方法包括以下非顺序的步骤：

a.接收具有进口压力的气体并且将所述气体压缩或减压至期望的压力；

b.通过至少一个吸收式冷却器冷却所述气体；

c.绝热地降低所述气体的压力以液化至少一部分所述气体；

d.在精馏器中加热富氨水流体以释放氨气，如果所述气体在步骤(a)中被压缩，则使用从步骤(a)回收的修整热或压缩热中的一种或组合，产生贫氨水流体；

e.使所述贫氨水过冷并且循环至蒸气吸收塔的顶部；

f.冷凝来自所述精馏器的氨气并且闪蒸液体氨以产生冷却的氨气，其用于至少一个吸收式冷却器；

g.将氨气从至少一个吸收式冷却器吸入所述蒸气吸收塔中的贫氨水中以产生用于步骤(d)的富氨水。

所述气体可以包括工业气体或烃类气体，或工业气体或烃类气体的任何混合物。所述方法可以导致所述气体的至少一种组分、一部分所述气体，或基本所有的所述气体的液化。

在一个方面，本发明可以包括气体液化系统，其包括用于接收处于进口压力的进口气体的接收级、包括用于冷却所接收的气体的吸收式制冷回路的冷却级，和包括用于至少部分地液化所冷却的气体的JT阀的液化级。在一个实施方案中，所述系统可以还包括用于将气体压缩至期望的压力的压缩级，和用于将热从压缩级转移至吸收式制冷回路的压缩热能回收级。在另一实施方案中，所述系统可以包括用于在低压蒸气循环回路中循环气体的非液化组分的气体循环级，该回路还冷却经压缩和冷却的气体，并且所述气体随后被引导至压缩级。

在一个实施方案中，所述吸收式制冷回路包括精馏器和蒸气吸收塔。

附图简述

现在将参考随附的简化示意图，通过示例性实施方案来描述本发明。

图1是本发明的一个实施方案的示意性描述。

图2A和2B一起是一个实施方案的工艺流程图(PFD)，其中所述气体被压缩至小于该气体的临界压力。